概述
【例】通过按钮来控制一个电梯的状态,一个电梯有开门状态,关门状态,停止状态,运行状态。每一种状态改变,都有可能要根据其他状态来更新处理。例如,如果电梯门现在处于运行时状态,就不能进行开门操作,而如果电梯门是停止状态,就可以执行开门操作。
类图如下:
public interface ILift { int OPENING_STATE = 1; int CLOSING_STATE = 2; int RUNNING_STATE = 3; int STOPPING_STATE = 4; //设置电梯状态的功能 void setState(int state); void open(); void close(); void run(); void stop(); }
public class Lift implements ILift{ //声明记录当前电梯状态 private int state; @Override public void setState(int state) { this.state = state; } @Override public void open() { switch (state) { case OPENING_STATE: //什么都不做 break; case CLOSING_STATE: System.out.println("电梯打开了"); //设置当前电梯为开启 setState(OPENING_STATE); break; case RUNNING_STATE: //什么都不做 break; case STOPPING_STATE: System.out.println("电梯打开了"); //设置当前电梯为开启 setState(OPENING_STATE); break; } } @Override public void close() { switch (state) { case OPENING_STATE: System.out.println("电梯关门了"); setState(CLOSING_STATE); break; case CLOSING_STATE: break; case RUNNING_STATE: //什么都不做 break; case STOPPING_STATE: break; } } @Override public void run() { switch (state) { case OPENING_STATE: break; case CLOSING_STATE: System.out.println("电梯开始运行了"); setState(RUNNING_STATE); break; case RUNNING_STATE: //什么都不做 break; case STOPPING_STATE: System.out.println("电梯开始运行了"); setState(RUNNING_STATE); break; } } @Override public void stop() { switch (state) { case OPENING_STATE: break; case CLOSING_STATE: System.out.println("电梯停止了"); setState(STOPPING_STATE); break; case RUNNING_STATE: System.out.println("电梯停止了"); setState(STOPPING_STATE); break; case STOPPING_STATE: System.out.println("电梯打开了"); break; } } }
public class Client { public static void main(String[] args) { Lift lift = new Lift(); lift.setState(ILift.RUNNING_STATE); lift.open(); lift.close(); lift.run(); lift.stop(); } }
问题分析:
- 使用了大量的switch..casei这样的判断(if…else也是一样),使程序的可阅读性变差,
- 扩展性很差。如果新加了断电的状态,我们需要修改上面判断逻辑
定义:
对有状态的对象,把复杂的“判断逻辑“提取到不同的状态对象中,允许状态对象在其内部状态发生改变时改变其行为。
结构:
状态模式包含以下主要角色。
- 环境(Cotext)角色:也称为上下文,它定义了客户程序需要的接口,维护一个当前状态,并将与状态相关的操作委托给当前状态对象来处理。
- 抽象状态(State)角色:定义一个接口,用以封装环境对象中的特定状态所对应的行为。
- 具体状态(Concrete State)角色:实现抽象状态所对应的行为。
案例实现
对上述电梯的案例使用状态模式进行改进。类图如下:
//抽象状态类 public abstract class LiftState { //声明环境角色类变量 protected Context context; public void setContext(Context context) { this.context = context; } protected abstract void open(); protected abstract void close(); protected abstract void run(); protected abstract void stop(); }
public class Context { //定义对应状态对象的常量 public static final OpeningState OPENING_STATE = new OpeningState(); public static final ClosingState CLOPENING_STATE = new ClosingState(); public static final RunningState RUNNING_STATE = new RunningState(); public static final StoppingState STOPPING_STATE = new StoppingState(); //定义一个当前电梯状态变量 private LiftState liftState; public LiftState getLiftState() { return liftState; } //设置当前状态对象 public void setLiftState(LiftState liftState) { this.liftState = liftState; //设置当前状态对象中的context对象 this.liftState.setContext(this); } public void open() { this.liftState.open(); } public void close() { this.liftState.close(); } public void run() { this.liftState.run(); } public void stop() { this.liftState.stop(); } }
public class OpeningState extends LiftState{ //当前状态要执行的状态 @Override protected void open() { System.out.println("电梯开启"); } @Override protected void close() { super.context.setLiftState(Context.CLOPENING_STATE); super.context.close(); } @Override protected void run() { //do noting } @Override protected void stop() { //do nothing } } class ClosingState extends LiftState{ @Override protected void open() { super.context.setLiftState(Context.OPENING_STATE); super.context.open(); } @Override protected void close() { System.out.println("电梯门关了"); } @Override protected void run() { super.context.setLiftState(Context.RUNNING_STATE); super.context.run(); } @Override protected void stop() { super.context.setLiftState(Context.STOPPING_STATE); super.context.stop(); } } class RunningState extends LiftState{ @Override protected void open() { //do nothing } @Override protected void close() { //do nothing } @Override protected void run() { System.out.println("电梯正在运行"); } @Override protected void stop() { super.context.setLiftState(Context.STOPPING_STATE); super.context.stop(); } } class StoppingState extends LiftState{ @Override protected void open() { super.context.setLiftState(Context.OPENING_STATE); super.context.open(); } @Override protected void close() { super.context.setLiftState(Context.CLOPENING_STATE); super.context.close(); } @Override protected void run() { super.context.setLiftState(Context.RUNNING_STATE); super.context.run(); } @Override protected void stop() { System.out.println("电梯停止了"); } }
public class Client { public static void main(String[] args) { //创建环境对象角色 Context context = new Context(); context.setLiftState(new ClosingState()); context.open(); context.run(); context.close(); context.stop(); } }
优缺点
优点:
- 将所有与某个状态有关的行为放到一个类中,并且可以方便地增加新的状态,只需要改变对象状态即可改变对象的行为。
- 允许状态转换逻辑与状态对象合成一体,而不是某一个巨大的条件语句块。
缺点
- 状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
- 状态模式的结构与实现都较为复杂,如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。
- 状态模式对"开闭原则“的支持并不太好。
使用场景
- 当一个对象的行为取决于它的状态,并且它必须在运行时根据状态改变它的行为时,就可以考虑使用状态模式
- 一个操作中含有庞大的分支结构,并且这些分支决定于对象的状态时。
标签:状态,void,模式,STATE,protected,context,Override,行为,public From: https://www.cnblogs.com/lpzjava/p/16874803.html